Enäggstvillingar delar samma DNA, men är inte identiskt lika. En tvilling kan vara sjuk i typ-2 diabetes, medan den andra tvillingen inte utvecklar sjukdomen. En studie som har letts av Lunds universitet har nu upptäckt att det finns skillnader i genernas aktivitet hos tvillingar med och utan typ 2-diabetes. Forskarnas upptäckt kan bidra till utvecklingen av nya behandlingsmetoder.

– Enäggstvillingar har samma genetiska bakgrund, kön och ålder och därför är de intressanta att studera för forskare som vill förstå mekanismer bakom sjukdomar. Vi hittade en epigenetisk förändring hos tvillingar med typ 2-diabetes som ger oss nya ledtrådar om sjukdomen, säger Emma Nilsson, forskare i epigenetik och diabetes vid Lunds universitets Diabetescentrum (LUDC) och en av huvudförfattarna bakom studien.

För studien rekryterades 14 tvillingpar från Sverige och Danmark. Hos syskonparen var det bara en av enäggstvillingarna som hade fått typ 2-diabetes. Genomsnittsåldern var 68 år, och de tvillingar som hade utvecklat diabetes hade något högre BMI jämfört med sitt syskon.

Mindre aktivitet

Epigenetiska förändringar sker bland annat genom DNA-metylering, en kemisk process som styr genernas funktion (se faktaruta). Processen påverkas av olika miljöfaktorer, som kost, motion och stress. Forskarna analyserade DNA-metylering och mikroRNA i fettbiopsier från tvillingparen för att få ökad kunskap kring varför bara den ena tvillingen hade utvecklat typ 2-diabetes. MikroRNA reglerar tillverkningen av proteiner i cellerna.

Forskarnas analyser visade att en gen som tillverkar ett specifikt mikroRNA, mikroRNA-30, var mindre aktiv hos tvillingarna med typ 2-diabetes. Det ledde till att de hade lägre nivåer av mikroRNA-30 i fettvävnaden än sina syskon. Samma mönster fanns i kontrollgruppen, som bestod av 28 personer med typ 2-diabetes och 28 personer utan sjukdomen. Deltagarna i valideringsgruppen hade inget biologiskt släktskap med varandra.

– Vi kunde bekräfta våra resultat i individer utan tvillingsyskon och det visar att våra resultat är relevanta för alla människor och inte bara för enäggstvillingar, säger Emma Nilsson.

Viktig pusselbit

Forskarna utförde även experiment där de minskade mängden mikroRNA-30 i odlade fettceller, för att se hur det påverkade cellernas förmåga att ta upp glukos. Vid typ 2-diabetes blir kroppen sämre på att ta hand om blodsockret. Det beror delvis på att cellerna har blivit mindre känsliga för insulin. Insulinresistensen får blodsockervärdet att öka. Forskarnas experiment visade att celler med minskad mängd mikroRNA-30 också hade sämre förmåga att ta upp glukos.

– Det är samma mönster som vi ser hos personer med typ 2-diabetes. Studien är en viktig pusselbit i arbetet med att förstå mekanismerna bakom typ 2-diabetes. Ju fler pusselbitar vi får, desto bättre läkemedel kan vi utveckla, säger Emma Nilsson.

Ökad kunskap om mekanismerna bakom sjukdomen kan leda till effektivare behandling av typ 2-diabetes. Många patienter får biverkningar eller har svårt att uppnå en bra blodsockerkontroll med de läkemedel som finns i dag. Forskarna planerar att följa upp sina resultat i kommande studier.

– Vår studie kan vara ett steg på vägen mot nya behandlingsalternativ där mikroRNA används som aktiv substans i läkemedel för att behandla patienter med typ 2-diabetes. Det finns redan pågående kliniska studier där mikroRNA testas som ett läkemedel mot till exempel cancer, säger Emma Nilsson.

 

Publikationen den vetenskapliga tidskriften Diabetes:

Differential DNA Methylation and Expression of miRNAs in Adipose Tissue From Twin Pairs Discordant for Type 2 Diabetes

Kontakt:

Emma Nilsson, forskare inom diabetes och epigenetik vid Lunds universitet: emma_a.nilsson@med.lu.se, +46 40 39 12 41

Länk till Emma Nilsson i Lund universitets Forskningportal

 

Om Epigenetik, DNA-metylering och mikroRNA:

Epigenetiska förändringar uppstår till följd av miljö- och livsstilsfaktorer och påverkar genernas funktion. I kroppens celler finns vår arvsmassa, DNA, som innehåller gener. Generna ärver vi och de kan inte ändras. På DNA:t sitter så kallade metylgrupper som styr uttrycket av generna, det vill säga hur aktiva generna är. DNA-metylering är en epigenetisk process som går att påverka med träning, kost och livsstil.  MikroRNA är små icke-kodade RNA-molekyler som reglerar produktionen av proteiner. Ett enda mikroRNA kan reglera många proteiner i en cell eller signaleringsväg. Generna som kodar för mikroRNA kan påverkas av DNA-metylering.

 

Fakta om studien:

Ämne: Typ 2-diabetes, mikroRNA, epigenetik, DNA-metylering, fettvävnad, insulinresistens, tvillingstudie
Forskningsområde: Grundforskning, klinisk forskning
Typ av publicering: Peer review-granskad publikation
Studiedesign: Kvantitativ studie, forskarinitierad studie, statistiska samband
Experimentell undersökning: In vitro
Observationsstudie: Tvärsnittsstudie. Antal grupper i studien: 2+2. Antal patienter i studien: 28+56. Patientgrupp/er (ange diagnos): 14 enäggstvillingar med typ 2-diabetes och 28 personer med typ 2-diabetes som valideringsgrupp. Friska frivilliga: 14 enäggstvillingar och 28 individer som valideringsgrupp. Fall kontrollstudie.

Studien har fått finansiering av Vetenskapsrådet, det strategiska forskningsområdet Excellence of Diabetes Research in Sweden (EXODIAB), Region Skåne (ALF-medel), Novo Nordisk Fonden, Stiftelsen för Strategisk forskning (SSF), Syskonen Svenssons stiftelse för medicinsk forskning, Diabetesfonden, Kungliga Fysiografiska sällskapet i Lund, Magnus Bergvalls stiftelse, Åke Wibergs stiftelse, The European Foundation for the Study of Diabetes (EFSD), Torsten Söderbergs stiftelse och Albert Påhlssons stiftelse.

Flera av forskarna bakom studien är verksamma inom EXODIAB (Excellence of diabetes research in Sweden), som är ett strategiskt forskningsområde inom diabetes vid Lunds universitet. En viktig målsättning med forskningen inom EXODIAB är att utveckla nya behandlingar och läkemedel för patienter med diabetessjukdomar.

Sara Liedholm, 072/552 57 38, sara.liedholm@med.lu.se